(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電された電力を電動機の主たる動力源として走行する電気自動車の車体内部に、水分吸湿作用を発生する除湿材を内包する除湿ユニット１を一つ以上配置した車内空調装置であって、家庭用商用電力からの電力を受電する手段と、該電力を直流電力へ変換する手段と、該直流電力へ変換された電力にて駆動される通風手段４ならびに空気加熱手段３からなる温風製造手段と、該温風により除湿ユニット１内の除湿材２を加熱再生する手段を備え、電気自動車の走行時において制御装置３０は搭載される蓄電装置（バッテリー）からの電力にて該通風手段４を駆動し、車室内空気導入ダクト７または外気導入ダクト８を介して室内気または外気を該除湿ユニット１内の除湿材２へ送気した後に、電気自動車の少なくとも前方のウインドウガラス２０へ向けて、車内側から噴射する手段６を介して空気を噴射する車室内空気の除湿モード運転指令を発する電気自動車用防曇・空調システムにおいて、家庭用商用電力からの電力受電装置を電気自動車の車室内に設置したことと共に、電気自動車の制御装置３０は、家庭用商用電力からの受電を感知した後に、制御弁１０ａへの外気導入ダクト８との接続指令、制御弁１０ｂへの排気ダクト９との接続指令を出した後に、ファン４、ならびに加熱器３を駆動する指令を出し、外気を除湿ユニット１へ導いた後に、除湿ユニット１を通過した外気を所定時間、排気ダクト９を経て排気する再生モード運転を実施する指令を発する構成としたことを特徴とする電気自動車用防曇・空調システムの受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の視界を遮るウインドウの結露による曇りを防止する電気自動車用防曇・空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の傾向が顕著となり、その対策の一環として主たる温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減すべく、走行時において化石燃料を全く使用しない電気自動車の導入が進められている。
【０００３】
しかしながら電気自動車では次の様な問題がある。例えば、外気温度が車内温度より低温となる場合、乗員から排出される水蒸気（不感常泄）によるウインドウガラスの結露による視界不良の問題である。
【０００４】
この問題を解決するにはウインドウガラス周辺空気の除湿が必要である。
従来の電気自動車では、電動圧縮式冷凍機による冷却除湿と、バッテリーからの給電による温水製造装置にて作られた温水による加温にて相対湿度の低い空気を製造し、これをウインドウガラスへ噴射して視界確保が行われている。このため、車載の蓄電装置からの消費電力が増大し、走行可能距離が２０％〜３０％短縮するという問題があった。
【０００５】
一方、夏季においては、冷房のため電動圧縮式冷凍機にて、空気温度を空気の露点温度以下の低温まで冷却する場合がある。このような条件では、冷凍システムの伝熱面に水蒸気の凝縮が発生し、伝熱性能の低下等から運転効率が悪化するという問題があった。
【０００６】
また、従来の自動車であれば、エンジン排熱を利用しウインドウガラス近傍の空気温度を上昇させて相対湿度を低下して結露を防止することが可能であったが、電気自動車では有効な排熱源が無いために、この対策は不可能である。
【０００７】
このような課題の解決策として、近年、電気自動車の空調システムに除湿ロータを活用するデシカント調湿技術が提案されている。
例えば下記特許文献１では、除湿ロータの再生に車載のヒートポンプからの温風を利用する空調システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１５４８６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１記載の電気自動車用空調システムでは、除湿ロータの再生に車載のヒートポンプにて製造される温風を使用することから、外気温度が低下する運転条件では、ヒートポンプにて製造される温風の温度が十分に高くならず、蓄電装置からの電力による追加の加熱が必要となるなど、車載の蓄電装置からの消費電力が増大してしまうなどの問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術的問題点を解決し、電気自動車の走行時においても、蓄電装置からの電力消費を最小化しつつ、フロントウインドウ等の防曇や、除湿材が水蒸気を吸着する際の発熱を活用する電気自動車用防曇・空調システムを提供することを課題とする。
【００１１】
すなわち、停車中に家庭用の商用電力を用いて十分に高温で相対湿度の低い空気を製造し、車載の除湿材を再生する構成とした。しかしながら多くの場合、電気自動車は屋外に駐車されるため、家庭用のコンセントなどからの給電においては、その電力接続箇所における雨や湿気による漏電や感電などの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明によれば、家庭用のコンセントからの給電ケーブルを接続する電気自動車の受電装置を車室内に設置したので、接続箇所すなわち電気自動車の受電装置周辺で発生する漏電の問題を解決できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したとおり本発明の電気自動車用防曇・空調システムの受電装置を用いれば、除湿材の再生に家庭用の商用電力が利用可能となることから、除湿材再生が確実に実施できると共に、除湿ユニットの小型軽量化が可能となる。その結果、車載の除湿材容量を拡大することが可能となり、これにより長時間にわたり、電気自動車の乗員が発散する水蒸気（不感常泄）を除湿材が吸収するので、安定したウインドウの曇り除去効果や、高効率の空調効果が得られる。
【００１５】
要するに、電気自動車の走行時に、吸湿材による水分吸着作用を活用し、乗員が発する水蒸気（不感常泄）を車載の除湿材にて長時間処理可能とすると共に、除湿材再生に家庭用商用電力を利用する電気自動車用防曇・空調システムにおいて、家庭用の商用電力を安全に受電できる構成とした点が最大の特徴である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電気自動車に設置された防曇・空調システム５０の構成図である。防曇・空調システム５０は、除湿ユニット１、その内部に設置された除湿材２、加熱器３、送風ファン４、と除湿ユニット１の下流部に設置される通風ダクト５、通風ダクト５の下流に設置され、フロントウインドウ２０へ向けて通過空気を噴出する防曇ノズル６、室内気の導入ダクト７、外気導入ダクト８、除湿ユニットからの排気ダクト９、除湿材の再生時と吸湿時の空気流動を制御する制御弁１０、家庭用商用電力の受電設備２１、制御装置３０などから構成される。詳しくは図示されないが、家庭用商用電力の受電設備２１は家庭用商用電力からの電力を受電する手段と、該電力を直流電力へ変換する手段から構成されており電気自動車の車室内のダッシュボードに設置されている。
【００１８】
【図２】送風ファン４と加熱器３を駆動し、製造された高温の低相対湿度の空気を除湿材２へ送気して、除湿材２を再生する際の、除湿材２を通過する前後の空気の状態を示す湿り空気線図例である。
【００１９】
【図３】電気自動車の走行時、車内空気を送風ファン４にて除湿材２へ送気することで、除湿材２が空気中の水分を吸着し、空気温度が上昇し、かつ、低相対湿度となった空気状態を示す湿り空気線図例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【実施例１】
【００２１】  図１は本発明による電気自動車の防曇・空調システム５０の概略構成図である。除湿ユニット１は、その内部に除湿材２と加熱器３、および送風ファン４を有している。また、運転状況により各構成装置への指示を出す制御装置３０からの制御信号で空気流動を制御する制御弁１０、家庭用商用電力の受電設備２１などの関係を示したものであり、図中の点線は制御装置からの指令伝達を示すものである。また、加熱器３、送風ファン４、制御弁１０などは家庭用商用電力からの電力を受電する手段と、該電力を直流電力へ変換する手段により形成される電力にて駆動されている。【００２２】  家庭用商用電力の受電設備２１に電力の接続が行われると、電気自動車内の各構成機器は家庭用商用電力を図示されない直流電力へ変換する手段により車内設備用の直流に変換された後の電力にて駆動される状態となる。【００２３】
制御装置３０は家庭用商用電力からの受電を感知し、除湿材２の再生モード指令を出す。先ずは空気流動を制御する制御弁１０ａ、１０ｂへの指令が発信され、制御弁１０ａへの外気導入ダクト８との接続指令、制御弁１０ｂに対しては排気ダクト９との接続指令が出される。その結果、制御弁１０ａは室内気導入ダクト７との接続を遮断する。同時に制御弁１０ｂは防曇ノズル６との接続を遮断する。
【００２４】
この結果、外気を取り込み、除湿ユニット１を通過した後に排気ダクト９を経て排気される空気経路が形成される。その後、制御装置３０はファン４、ならびに加熱器３を駆動する。加熱器３は電気ヒータでも良いが、本発明では、防臭の観点から電気加熱による温水製造を行い、製造された温水（40〜80℃程度）を通水するラジエータ方式が用いられる。
【００２５】  このようにして、除湿材２の再生が開始される。図２は、その工程を示す湿り空気線図例である。
図２の場合、再生前の除湿材２は多量の水分を吸着しているため、除湿材２を通過する前の状態Ａの空気（６０℃、相対湿度２．４％、絶対湿度２．９ｇ／ｋｇＤＡ）は、除湿材２を通過することで、状態Ｂ（約４０℃、相対湿度２５％、絶対湿度１１．５ｇ／ｋｇＤＡ）となる。即ち、除湿材２を通過する空気は１ｋｇ当たり約８．６ｇの水分を除湿材から受け取る。但し、通気量の加減により状態Ｂの空気特性値は変わることに留意する必要がある。また、乾燥（再生）工程は時間の影響を受けるため、再生には十分な時間を掛けることが望ましい。【００２６】
所定時間の再生工程が終了すると、制御装置３０は再生終了の指令を発信し、ファン４、ならびに加熱器３を停止すると共に、制御弁１０ａ、１０ｂを車室内空気の除湿モードに切り替える。
除湿モード指令とは、制御弁１０ａへの室内気導入ダクト７との接続指令、ならびに制御弁１０ｂへの防曇ノズル６との接続指令である。その結果、制御弁１０ａは、外気導入ダクト８との接続を遮断し。同時に制御弁１０ｂは排気ダクト９との接続を遮断する。この状態で、家庭用商用電力の受電設備２１を介しての電力接続が取り外されても電気自動車の防曇・空調システム５０は反応しないが、再度、家庭用商用電力の受電設備２１を介しての電力接続が実施されると、所定時間の再生モード運転が実施される。
【００２７】
電気自動車の始動指令を制御装置３０が検知すると、ファン４が稼動され、除湿ユニット１への室内気の送気が開始され、除湿材２を通過した空気がフロントウインドウへ向けて噴出する除湿モード運転が開始される。
【００２８】  図３は電気自動車の冬季運転中における除湿材２を通過する室内気の状態変化を示す湿り空気線図例である。状態Ｃ（１５℃、相対湿度７５％、絶対湿度８ｇ／ｋｇＤＡ）の室内気は、除湿材２を通過した後に、状態Ｄ（約３０℃、相対湿度６％、絶対湿度１．６ｇ／ｋｇＤＡ）となる。
但し、状態Ｄは除湿材２の水分吸着状態や通過する空気量により変化する。【００２９】
例えば、車内に3名の搭乗者が居る場合、その不感常泄量は毎時約90gである。経験的に再生状態の除湿材が湿り空気から受け取る水蒸気量は6〜8g／m3程度であることが判っているので、乗員からの不感常泄量（90g/h）を除湿材２が処理するには、状態Ｃの空気量であれば毎時11〜14m3程度を送気すればよい。実際には、時間と共に除湿材２の水分吸着能力が低化するために、除湿材２を通過した状態Ｄの空気が保有する水分量は送気初期ほど小さな値となる。従って、十分な防曇効果を発揮するには、除湿材をこまめに再生することが有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
例えば、空気温度20℃で、相対湿度60％時の吸湿率が0.6、相対湿度20％時の吸湿率が0.3である除湿材を使用するケースを検討する。
【００３１】
搭乗者数を３名（乗員が発する不感常泄量は約90g／h）とすれば、1kgの除湿材による除湿可能水分量は0.3kg［1×(0.6-0.3)=0.3］となり、計算上は3時間以上の除湿・防曇が可能となる。
【００３２】
従って、3kg程度の除湿材が有効に作用すれば、3名乗車で約10時間の連続的な防曇運転が可能となる。実際に通気性を確保しつつ約3kgの除湿材を使用するには、除湿材の体積は5〜8リットルとなる。電気自動車の設計者は適切な除湿材容量を見極める必要があるが、車体寸法に対する平均的な電気自動車の乗員数から、除湿材容積を決めればよい。
【００３３】
除湿材容積が決まれば、その再生時間から加熱器の能力とファンの送気量が決められる。通常の設計であれば、除湿材への送気面風速は約2m/secとするが、電気自動車用の除湿ユニットであれば送気面風速は0.5m/sec以下とすることが良い。
【００３４】  また、除湿材の再生のためのエネルギー源を車外の家庭用商用電力とし、受電設備を車内設置とすることにより、安全に相対湿度の低い温風の製造が実施でき、短時間で十分な再生が可能となる。特に、高電圧直流電源からの蓄電装置への充電ラインとは別に、家庭用のコンセントからの受電ラインによる構成であることから、比較的容易に、かつ多くの場所（例えば自宅や一般住宅など）で除湿材の再生が実施できるメリットが得られる。【００３５】
本発明により、電気自動車の走行時において、フロントウインドウ等の結露や電動圧縮式冷凍装置の蒸発気伝熱面の結露を除湿材の吸湿作用にて軽減できるので、従来型の電気自動車に比して走行時の補機使用電力量を低減できると共に、安全かつ確実に除湿材の再生が可能な電気自動車用防曇・空調システムの受電設備が提供される。
【符号の説明】
【００３６】１・・・除湿ユニット、
２・・・除湿材、
３・・・加熱器
４・・・送風ファン、
５・・・通風ダクト、
６・・・防曇ノズル、
７・・・室内気の導入ダクト、
８・・・外気の導入ダクト、
９・・・排気ダクト
１０、１０ａ、１０ｂ・・・制御弁、
２０・・・フロントウインドウ、
２１・・・家庭用商用電源の受電設備、
３０・・・制御装置、
５０・・・電気自動車に設置される防曇・空調システム、
【図２】
0005741895.tif 000002
【図３】
0005741895.tif 000003
【図１】
0005741895.tif 000004